益生菌剂调整肠道疾病人群菌群结构丰度水平的研究

• 作者: 孙勇 崔文静 江岩 臧凯丽 赵培 赵林森 闫亚丽 陈庆森 马新颖
• 来源期刊: 食品科学
• 学科: 工学
• 关键词: 益生菌剂 肠道疾病 菌群丰度 Ion Torrent PGM测序技术 生物信息学
• 年，卷（期）: 2018,（13）
• 所属期刊栏目: 营养卫生
• 页码范围: 133-143
• 页数: 11页
• 分类号: TS201.3
• 字数: 10670字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7506/spkx1002-6630-201813021

摘要

为探究益生菌剂对肠道疾病人群菌群多样性及丰度水平的调节能力.本研究以健康、便秘、腹泻及腹胀、肠易激综合征患者、排便不规律等人群为对象,使其定时、定量摄入益生菌剂(probotic preparations,PPrs)共6周,采集新鲜粪便样品并提取DNA,利用Ion Torrent PGM测序技术进行16S rRNA V3区扩增子测序,并联合生物信息学和多变量统计学分析方法对测序数据进行多样性分析.在测序深度满足要求的情况下,从门、科、属乃至种4个水平由浅至深挖掘益生菌剂对各受试人群肠道菌群失调的调节作用.所有测序序列在97％相似水平划分得到2 320个分类操作单元,拟杆菌门(Bacteroidetes)、硬壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)为各组的优势菌门,占总序列数的99.81％.益生菌剂对各组受试人群的共性特征是:毛螺菌科(Lachnospiraceae)的调整均有长期的积极作用,而产碱杆菌科(Alcaligenaceae)、理研菌科(Rikenellaceae)、双歧杆菌科(Bifidobacteriaceae)等优势菌科在干预停止后又恢复至于预前的状态.益生菌剂对各种疾病状态人群的作用存在差异,便秘组的蓝细菌门(Cyanobacteria)和梭杆菌门(Fusobacteria)均从无到有.经主成分分析(principal component analysis,PCA)鉴定显示,在干预第1～4周期间,益生菌剂对腹泻组属水平的调整优于其他两组,柔嫩梭菌属(Faecalibacterium)、不动杆菌属(Acineto bacter)、布劳特氏菌属(Blautia)、梭菌属(Clostridium)、小类杆菌属(Dialister)、埃格特菌属(Eggerthella)、颗粒链菌属(Granulicatella)、乳杆菌属(Lactobacillus)、草酸杆菌属(Oxalobacter)、Pyramidobacter等10个属多样性及相对丰度均有明显的提升;便秘组仅有普氏菌属(Prevotella)、巨单胞菌属(Megamonas)、柯林斯菌属(Collinsella)3个属相对丰度变化;其他组的Adlercreutzia、Collinsella、克雷白氏杆菌属(Klebsiella)、Parabacteroides、萨特氏菌属(Sutterella)5个属有相对丰度的变化.PCA分析还揭示了益生菌剂在不同肠道疾病个体菌群结构的调整方面存在明显的差异,对不同肠道疾病的改善及治疗作用也不一样.另外,便秘组的Bacteroides和Odoribacter有降低的趋势,且回复到与对照组接近的状态.经热图分析鉴定发现,Akkermansia muciniphila、Bacteroides fragilis、Faecalibacterium prausnitzii等几种已被认定功效的关键菌阶段性地出现,但是停止干预后即消失,原有的Bacteroides ovatus开始降低,这些菌的出现对维护宿主健康具有价值.综上所述,该益生菌剂干预能起到改变肠道微生物多样性的功效,并具有调整菌群丰度水平的作用,表现出了抑制肠道有害微生物生长的作用,特别是对肠道健康有益菌的出现更体现出该益生菌剂的生理功效;因此,该益生菌剂应用于维持肠道菌群结构的稳态具有广阔的市场前景.